Preguntas y respuestas imprescindibles sobre UPS (II)

Noticia CPD UPS generica

Tras conocer aquí con detalle qué es una UPS o SAI, por qué todas las organizaciones deberían contar con esta instalación para evitar posibles futuros problemas o qué equipos son susceptibles de beneficiarse de ella, en este artículo podrás profundizar sobre la existencia de diversas tecnologías o el tipo de arquitectura de las UPS o SAI.

¿Cuántos tipos de UPS existen según su tecnología?

Existen 3 tipos de UPS según su tecnología Off Line, Línea interactiva y On Line y se diferencian según el nivel de protección que ofrecen.

Según la norma EN 62040-3 las UPS se clasifican en 3 categorías:

VFD (Voltage and Frequency Dependent): se trata de la UPS en el cual la salida depende de la variación de la tensión de alimentación (red) y de las variaciones de frecuencia.

VI (Voltage Independent): se trata de la UPS en la cual las variaciones de la tensión de alimentación son estabilizadas por dispositivos de regulación electrónicos/pasivos dentro de los límites del funcionamiento normal.

VFI (Voltage and Frequency Independent): se trata de la UPS en el cual la salida es independiente de las variaciones de la tensión de alimentación (red) y las variaciones de frecuencia son controladas dentro de los límites prescritos por la norma IEC EN 61000-2-2.

Características y clasificaciones de las UPS:

Tabla características y clasificación UPS

UPS off line

Las UPS Off line, también conocidas como Standby, son UPS de tecnología VFD y se caracterizan por presentar en modo red la tensión y frecuencia en la salida igual a la de la red eléctrica, es decir que alimentan a los equipos conectados a ellas directamente de la red, por lo que la potencia es transferida directamente de la red de entrada a la salida. Y solo a falta de red eléctrica o de una variación de la tensión o frecuencia fuera de los niveles seguros especificados, el inversor entra en operación alimentando a través de las baterías internas los equipos conectados en la salida.

Cuando esto sucede el interruptor de trasferencia conmuta la carga hacia el inversor fuente de batería. Esta conmutación tiene un tiempo de trasferencia en torno a los 5 milisegundo, lo que lo hace imperceptible para la mayoría de los equipos electrónicos. En estos equipos el inversor solo se activa cuando se produce un fallo en la alimentación, de ahí su nombre de Standby (espera).

Este tipo de equipos no mantienen en su salida constante ni la tensión ni la frecuencia. Éstas serán la de la red de entrada. Por lo que son las más económicas, de baja potencia para cargas normalmente por debajo de los 750 VA y se suelen utilizar para proteger elementos individuales como PCs, por lo que son Ideales para uso doméstico.

Gráfico servicio red off-line
Gráfico sin servicio red off-line

UPS Línea Interactiva

Las UPS de Línea Interactiva son UPS de tecnología VI, las cuales también alimentan a los equipos conectados a ellas directamente de la red, pero incorporan un estabilizador automático de tensión que regula las fluctuaciones de la red donde la tensión de salida es corregida a un valor seguro si la tensión de entrada varía con valores que puedan perjudicar a los equipos conectados es decir que entre la entrada y la salida del UPS hay un estabilizador de tensión basado en un transformador responsable de corregir la tensión de salida. Esta regulación del voltaje es una característica importante cuando existen condiciones de bajo voltaje en la instalación, ya que al disponer de esta regulación la UPS evita el uso frecuente de las baterías, lo que podría causar un deterioro prematuro de estas y por lo tanto un fallo del sistema. Aunque hay que indicar que en esta tecnología la frecuencia en la salida es igual a la de la red eléctrica, dependiendo de la frecuencia de entrada, por lo que estos equipos no corrigen la frecuencia.

Las UPS de línea interactiva son equipos mejorados con respecto las UPS Standby y se suelen utilizar en pequeñas oficinas o pequeños negocios para potencias no superiores a los 3kVA.

Gráfico servicio red línea interactiva
Gráfico sin servicio red línea interactiva

UPS On Line doble conversión

Este tipo de UPS son de tecnología VFI y son las que mejores prestaciones tienen según la clasificación de la norma EN 62040-3, por lo que son las más seguras y profesionales, además de que se caracterizan por ser capaces de mantener la tensión y la frecuencia constantes en su salida, independientemente de la entrada (siempre dentro de un rango de variabilidad límite).

Una UPS on line doble conversión toma la onda de tensión de la entrada, mediante el inversor la pasa a corriente continua y, posteriormente, mediante un rectificador vuelve a generar una onda de tensión adecuada en valor y frecuencia a la carga crítica. Además, dispone de un sistema de baterías que en caso de fallo de Red alimentarán el rectificador, pudiendo así mantener la carga durante el tiempo de autonomía de las mismas.

Los UPS On Line disponen de un by-pass estático que entra en funcionamiento cuando se produce algún problema interno en el equipo y no es capaz de mantener la salida estable, manteniendo de esta foma la continuidad de servicio de las cargas conectadas a ella, aunque con el suministro directo de red sin ningún tipo de filtro o regulación de esta. Por otro lado, hay que indicar que también pasará a by-pass en caso de sobrecarga del SAI, derivación o cortocircuito en la salida.

Las UPS On Line doble conversión son equipos de alta fiabilidad, por lo que son requeridos en grandes empresas e instalaciones del sector profesional y están generalmente destinadas a proteger servidores, equipos informáticos, industriales o cualquier instalación que por su importancia o criticidad necesite la seguridad de no verse afectada por problemas derivados de la red eléctrica, en general instalaciones informáticas críticas o imprescindibles, principalmente se utilizan para la protección de Centro de Procesos de Datos.

Gráfico servicio red doble conversión
Gráfico sin servicio red doble conversión
Gráfico fallo UPS doble conversión

¿Qué es la arquitectura centralizada o distribuida en una instalación de una UPS?

El diseño a la hora de proteger las cargas críticas de una instalación mediante un sistema de UPS se basa principalmente en dos arquitecturas: la arquitectura distribuida y la arquitectura centralizada. Aunque ambas sirven para cumplir el mismo propósito, lo llevan a cabo de diferente manera.

Arquitectura distribuida

La arquitectura distribuida está compuesta principalmente por varias UPS pequeñas monofásicas para proteger diferentes cargas puntuales y se usa generalmente en los casos que la aplicación que se debe proteger no es especialmente crítica, en aquellos lugares donde se encuentran con problemas logísticos o cuando la distribución de las cargas dificulta implementar esquemas más complejos y menos costosos.

Gráfico arquitectura distribuida

Arquitectura centralizada

La arquitectura centralizada utiliza principalmente un UPS trifásico de gran potencia que permite proteger todo el sistema de cargas de forma simultánea con un único equipo, consiguiendo una mayor eficiencia.

Gráfico arquitectura centralizada

Este sistema centralizado presenta muchas más ventajas que el sistema distribuido, principalmente en grandes instalaciones, aunque, ciertamente, al utilizar un único UPS puede constituir un único punto de fallo, por lo que en estos casos se hace recomendable la utilización de otro sistema de UPS de respaldo o redundante.

La implementación de un sistema de redundancia, principalmente en UPS de gran potencia, supone un coste elevado además de una gran superficie de ocupación, por lo que para estos casos una de las soluciones posibles es la utilización de UPS Modulares. Se trata principalmente de un sistema hibrido, ya que son UPS que disponen de varias UPS independientes o módulos de potencia en un mismo chasis.

En este artículo puedes adquirir más información para conocer cuáles son las diferencias entre una UPS Fija y una UPS Modular. En muchas instalaciones, principalmente en grandes empresas donde cuentan con una gran cantidad y variedad de cargas a proteger se emplean ambos tipos de arquitecturas, tanto distribuidas para pequeños equipos o cargas menos críticas, como centralizadas para la protección de datos informáticos dentro del Data Center.

Si quieres conocer más detalles sobre las UPS y en qué medida la calidad del suministro eléctrico afecta al funcionamiento del CPD, continúa respondiendo a tus dudas en este tercer artículo sobre preguntas y respuestas.

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